О”p МТР = 3 в€™ 16 в€™ (0 +1) в€™ 1,65 в€™ 25 2 /(2 в€™ 53555 0,2 ) + 1,5 в€™ 0 в€™ 1,65 2 в€™ 25 2 /2 +3 в€™ 1,65 в€™ 50,6 2 /2 = 9141,1 Па. p> Результати гідравлічного розрахунку холодильника зведені в таблицю 2.4
Таблиця 2.4 в”Ђ Результати гідравлічного розрахунку
О»
w тр , м/с
w тр.шт , м/с
w МТР , м/с
w мтр.шт , м/с
m
x
О”P тр , Па
О”P МТР , Па
0,04
4,1
15
25
50,6
16
0
10147
9141,1
В
3 Розрахунок конденсатора парів толуолу
Кожухотрубні конденсатори призначені для конденсації пари в міжтрубному просторі, а також для підігрівання рідин за рахунок теплоти конденсації пари.
Розрахуємо необхідну поверхню теплообмінника, в міжтрубному просторі, якого конденсується толуол, із заданим масовим витратою G А = 2,92 кг/с, питома теплота конденсації r А = 362031 Дж/кг, температура толуолу Т А = 110,8 В° С [3]. p> В якості теплоносія застосовуємо толуол під тиском P = 0,5 МПа, який у трубному просторі нагрівається від 20 до 95 В° С [3].
3.1 Визначення теплового навантаження
Теплове навантаження апарату:
Q А = G А в€™ r А , (3.1)
де G А в”Ђ масова витрата толуолу, кг/с; r A = 362 031 Дж/кг в”Ђ питома теплота конденсації толуолу, при його температурі t A = 110,8 В° С [3]. p> Q А = 2,92 в€™ 362 031 = 1057130,52 Вт
3.2 Визначення теплового навантаження для другого теплоносія в”Ђ рідкого толуолу і його витрати
Теплову навантаження зі боку другого теплоносія приймемо рівної теплової навантаженні з боку парів толуолу c урахуванням втрат тепла в навколишнє середовище:
Q З = ОІ в€™ Q А , (3.2)
де ОІ в”Ђ коефіцієнт, що враховує втрату тепла (приймемо його рівним в”Ђ 0,95).
Q З = 0,95 в€™ 1057130,52 = 1004274 Вт
Витрата рідкого толуолу на охолодження:
G C = Q З /[c А в€™ (T С2 -T С1 )], ( 3.2) br/>
де c З = 2062,53 Дж/кг В· град в”Ђ теплоємність насиченої водяної пари, при його тиску P = 0,5 МПа, і температурі t З = 57,5 ​​° С [3].
G C = 1004274/[2062,53 в€™ (95-20)] = 6,5 кг/с. br/>
3.3 Обчислення середньої різниці температур теплоносіїв
Приймаються схему руху теплоносіїв в”Ђ протитечія.
Тоді різниця температур на вході в”Ђ t вх і на виході в”Ђ t вих з теплообмінника відповідно рівні:
О”t вх = | Т А -Т C1 | = | 110,8-20 | = 90,8 В° С,
О”t вих = | Т А -Т C2 | = | 110,8-95 | = 15,8 В° С.
Середня різниця температур теплоносіїв:
(3.4)
О”t сp = (90,8-15,8)/ln (90,8/15,8) = 42,9 В° С.
Середню температуру толуолу визначається наступним чином:
Т З = Т А - О”t cp = 110,8-42,9 = 67,9 В° С
3.4 Знаходження орієнтовною поверхні теплообміну F ор і вибір розраховується теплообмінника
Вирішення питання про те, який теплоносій направити в трубне простір, обумовлено його температурою, тиском, корозійної активністю, здатністю забруднювати поверхні теплообміну, витратою та ін У розглянутому прикладі в трубне простір доцільно направити толуол для охолодження парів толуолу, які, у свою чергу, будуть конденсуватися в міжтрубному просторі. Орієнтовна значення поверхні:
F ор. = Q/(K в€™ О”t ср ), (3.5)
де К в”Ђ приблизне значення коефіцієнта теплопередачі.
Відповідно до таблицею 2.1 [2] приймемо До ор = 400 Вт/м 2 в€™ К.
F ор. = 1004274/(400 в€™ 42,9) = 58,5 м 2
Розрахуємо необхідну кількість труб, що припадає на один хід теплообмінника
n/z = 4 в€™ G З /(ПЂ в€™ d вн в€™ Ој З в€™ Re op ), (3.6...
